NOÇÕES DE HIDROLOGIA

Transcrição

1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE NOÇÕES DE HIDROLOGIA Antenor de Oliveira Aguiar Netto ARACAJU - MARÇO 2011

2 Se não gerenciar a água, não vai conseguir governar o país. (Provérbio chinês)

3 CICLO HIDROLÓGICO O comportamento natural da água quanto à sua ocorrência, transformações de estado e relações com a vida humana é bem caracterizado por meio do ciclo hidrológico. O ciclo hidrológico pode ser considerado como composto de duas fases principais: uma atmosférica e outra terrestre. Armazenamento temporário de água; transporte; mudança de estado

4 CICLO HIDROLÓGICO

5 CICLO HIDROLÓGICO Bacias hidrográficas são áreas definidas e fechadas topograficamente cuja principal entrada de água é a precipitação pluvial, e a saída é o volume de água escoado superficialmente, considerando-se como perdas intermediárias os volumes de água evapotranspirados e os perdidos por percolação profunda.

6 CICLO HIDROLÓGICO Modelo de sistema hidrológico simples

7 PRECIPITAÇÃO PLUVIAL A precipitação é entendida em hidrologia como o conjunto de águas originadas do vapor d água atmosférico que atinge a superfície terrestre. O conceito engloba a chuva, a neblina, a saraiva, o orvalho, a geada e a neve. A chuva ou precipitação pluvial é o tipo mais importante para a Hidrologia por sua capacidade para produzir escoamento superficial (contribuindo para a vazão dos rios), por ser de fácil medida e por ser a forma mais comum nas condições brasileiras. Frontais ou ciclônicas; Orográficas; Convectivas

8 PRECIPITAÇÃO PLUVIAL Mecanismos de formação da precipitação pluvial no nordeste brasileiro

9 PRECIPITAÇÃO PLUVIAL Pluviômetro

10 PRECIPITAÇÃO PLUVIAL Para calcular a precipitação média numa superfície qualquer, faz-se necessário utilizar as observações dentro dessa superfície e nas suas vizinhanças. Aceitase a precipitação média como sendo uma lâmina de água de altura uniforme sobre toda a área considerada, associada a um período de tempo dado. Método da média aritmética; Método de Thiessen; Método das isoietas

11 PRECIPITAÇÃO PLUVIAL Normal de Precipitação Anual da Sub-bacia Hidrográfica do Riacho Jacaré

12 INFILTRAÇÃO A infiltração é o nome dado ao processo pelo qual a água penetra no solo, através de sua superfície. A infiltração determina o balanço de água na zona das raízes e, por isso, o conhecimento do processo e suas relações com as propriedades do solo é de fundamental importância para o eficiente manejo do solo e da água. Capacidade de infiltração; Velocidade de infiltração; Infiltração acumulada.

13 INFILTRAÇÃO Cilindro Infiltrômetro no Perímetro Irrigado Califórnia

14 INFILTRAÇÃO Muitos modelos matemáticos têm sido desenvolvidos para descrever o fluxo de água nos solos particularmente, a infiltração vertical. Existem os modelos baseados em relações gerais para fluxos em meio porosos, que são aqueles derivados das equações de Darcy e Richards. Equações empíricas são baseadas no ajuste matemático de dados experimentais de infiltrações à funções explícitas dependentes do tempo. Na irrigação é bastante utilizado o modelo potencial de Kostiakov. VI = at n

15 INFILTRAÇÃO Curvas típicas de velocidade de infiltração e infiltração acumulada de um Neossolo flúvico no perímetro irrigado Jabiberi-Se

16 EVAPOTRANSPIRAÇÃO A evaporação é a passagem da água do estado líquido para o gasoso, necessitando de 2450 kj/kg à 20 ºC. Na hidrologia inclui dois processos distintos: a evaporação do solo, barragens, canais, entre outros e a transpiração por meio dos estômatos dos vegetais.

17 EVAPOTRANSPIRAÇÃO Fisicamente a evaporação é um processo difusivo, parte turbulento e parte molecular. O processo turbulento é o mecanismo dominante na atmosfera, exceto na subcamada laminar, na proximidade da superfície onde é predominantemente molecular. A chave do processo de evaporação é o movimento do vapor de água adjacente à superfície do líquido para a atmosfera.

18 EVAPOTRANSPIRAÇÃO A transpiração é um processo difusivo e pode ser analisado em termos de resistência à difusão e transporte turbulento de vapor no ar atmosférico. Transpiração é uma especializada situação da evaporação na qual a vaporização da água ocorre dentro da folha. O caminho para a difusão do vapor da água é mais complexo, pois vai do local de vaporização dentro da folha, através do estômato, da camada limite da folha e do dossel até a atmosfera.

19 EVAPOTRANSPIRAÇÃO A evapotranspiração de referência (ETo) A evapotranspiração real (ETr)

20 EVAPOTRANSPIRAÇÃO A evapotranspiração de referência (ETo) deve ser considerada como a perda de água de uma cultura hipotética com os seguintes parâmetros fixados: altura (12 cm), resistência do dossel (69 s/m) e albedo (0,23). Esta evapotranspiração assemelha-se com a de uma superfície revestida de grama verde de altura uniforme, em crescimento ativo, completamente sombreado o chão e sem restrição hídrica.

21 EVAPOTRANSPIRAÇÃO A evapotranspiração real é aquela que ocorre numa superfície vegetada, independente de sua área, de seu porte e das condições de umidade do solo. Portanto, evapotranspiração real é a que ocorre em quaisquer circunstâncias, sem imposição de qualquer condição de contorno. Logo, evapotranspiração real pode assumir tanto o valor potencial como o de oásis, ou outro qualquer.

22 EVAPOTRANSPIRAÇÃO Métodos de estimativa: ETo

23 Estação agrometeorológica automática

24 δ 1 γ 900 ETo Rn G δ γ * λ δ γ * T 275 = ( ) + U e ( e ) ( ) 2 a d ETo = evapotranspiração de referência, mm/dia Penman- Monteith δ = inclinação da curva pressão vapor versus temperatura do ar, kpa.oc-1 γ* = constante psicrométrica modificada, kpa/oc Rn = radiação líquida na superfície da cultura, MJ/m2.dia G = fluxo de calor no solo, MJ/m2.dia

25 δ 1 γ 900 ETo Rn G δ γ * λ δ γ * T 275 = ( ) + U e ( e ) ( ) 2 a d ETo = evapotranspiração de referência, mm/dia Penman- Monteith λ = calor latente de vaporização, Mj/kg γ = constante psicrométrica, kpa/oc 900 = kgk/kj T = temperatura média do ar, C U2 = velocidade do vento medida a dois metros de altura, m/s (ea - ed) = défice de pressão de vapor, kpa

26 Eto (Itabaiana) Eto (Ribeira) Eto (Jacarecica) Evapotranspiração de referência para os municípios de Itabaiana e nos Perímetros irrigados Porção da Ribeira e Jacarecica-SE

27 Foz Rio São Francisco Cultivo Irrigado Vegetação rala Mata atlântica Imagens de satelite obtidas para bacia hidrográfica do rio Jacaré para 1999 (A) e 2006 (B).

28 Mapas de Evapotranspiração real (mm.dia -1 ) obtidas para bacia hidrográfica do rio Jacaré para 1999 (A), e 2006 (B).

29 ESCOAMENTO SUPERFICIAL O escoamento superficial é a fase do ciclo hidrológico que trata do conjunto das águas que, por efeito da gravidade, se desloca na superfície da terra. Possui grande importância para a Engenharia, pois a maioria dos estudos hidrológicos está ligada ao aproveitamento da água superficial e à proteção contra os fenômenos provocados pelo seu deslocamento. Vazão; Nível d água;

30 ESCOAMENTO SUPERFICIAL Sub-bacia hidrográfica do rio Poxim

31 ESCOAMENTO SUPERFICIAL Medição de vazão através do molinete hidráulico

32 ESCOAMENTO SUPERFICIAL Medição de vazão através do molinete hidráulico

33 ESCOAMENTO SUPERFICIAL Q = A v v = an + b

34 ESCOAMENTO SUPERFICIAL Medição de vazão através do molinete hidráulico, no riacho Timbó (Sub-bacia hidrográfica do Poxim)

35 ESCOAMENTO SUPERFICIAL Medição de vazão através do molinete hidráulico, no riacho Timbó (Sub-bacia hidrográfica do rio Poxim)

36 ESCOAMENTO SUPERFICIAL Medição de vazão através do molinete hidráulico, no riacho Timbó (Sub-bacia hidrográfica do rio Poxim)

37 ESCOAMENTO SUPERFICIAL Régua liminimétrica no rio Japaratuba CPRM/SRH

38 ESCOAMENTO SUPERFICIAL Estações fluviométricas no Estado de Sergipe

39 MONITORAMENTO AMBIENTAL Estação flupluviométrica no rio Siriri-SE

40 MONITORAMENTO AMBIENTAL Estação flupluviométrica no rio Poxim-Açu-SE

41 MONITORAMENTO AMBIENTAL Estação flupluviométrica no rio Siriri-SE

42 MONITORAMENTO AMBIENTAL

43 MONITORAMENTO AMBIENTAL Coleta de dados na Estação flupluviométrica em Sergipe

44 MONITORAMENTO AMBIENTAL Programa Computacional Global Water

45 MONITORAMENTO AMBIENTAL Coleta de dados na Estação flupluviométrica em Sergipe

46 Antenor Aguiar